ОЭ_2012
.pdf
Химический состав топлива
Горючая часть
Углерод
Водород
Балластная часть
Внутренний балласт
Кислород
Азот
Сера
Внешний балласт
Зола
Влага
|
Летучие |
Кокс |
|
Влага |
Летучие горючие |
Твердые горючие |
Твердые |
негорючие
W O N H |
C |
S A |
|
Органическая масса |
Sл |
Sc |
|
|
Горючая масса |
|
Зола |
|
|
||||
|
Сухая масса |
|
|
|
|
|
|
||
|
Рабочая масса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
● Рабочая масса топлива (поступающее потребителю)
Cð Hð Oð Nð Sðë Að Wð 100%
● Сухая масса топлива (проба, искусственно подсушенная при t = 105ºС)
|
Cñ Hñ Oñ Nñ Sñ Añ 100% |
||
● |
Горючая масса топлива |
ë |
|
|
|
||
|
|
Cã Hã Oã Nã Sã |
100% |
|
|
ë |
|
● Органическая масса топлива
Cî Hî Oî Nî 100%
Пересчет с одной массы на другую
Во всех теплотехнических расчетах используется рабочая масса топлива. Расчетные характеристики часто даются на горючую массу, поскольку она является наиболее устойчивой.
Для пересчета с одной массы топлива на другую запишем:
Cã Hã Oã Nã Sãë 100%
Cð Hð Oð Nð Sðë 100% Að Wð
Обозначив через Xр содержание элемента в рабочей массе, а через Xг – в горючей
Xð Xã 100% Að Wð 100%
Теплота сгорания топлива
Теплотой сгорания называют теплоту, которая выделяется при сжигании одной единицы массы топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания.
Высшая отличается добавочной теплотой, выделяющейся при конденсации влаги, содержащейся в дымовых газах:
QH2O 2500 9Hð 
100 Wð 
100 225Hð 25Wð
Qíð Qâð QH2O Qâð 225Hð 25Wð
Qíð 338C Ð 1025Í Ð 108,5 Î Ð S Ð 25W P
Условное топливо
При сравнении работающих установок по экономичности и другим показателям удобно пользоваться относительными характеристиками топлива, такими, например, как условное топливо и приведенные влажность, зольность и сернистость.
Условное топливо – топливо с низшей теплотой сгорания 29,33 МДж/кг (7000 ккал/кг), что соответствует теплотворной способности хорошего каменного угля
Способы сжигания пыли
Твердое шлакоудаление
~1500ºС
5
1
3
4
1.Холодная воронка
2.Шлаковая ванна
3.Механизированное
устройство
4.Шлаковый канал
5.Горелки
|
|
|
t1 |
t2 |
t3 |
Жидкое шлакоудаление
>1600ºС
5
2
3 
4
Продукты сгорания топлива
Теоретически необходимое количество воздуха для горения, м3/кг
V 0 0,0889 Cð 0,375Sðë 0,265Hð 0,0333Oð
Теоретический объем продуктов сгорания, м3/кг
|
V 0 |
V |
V 0 |
V 0 |
|
||
• |
ã |
RO2 |
N2 |
|
H2O |
|
|
Теоретический объем трехатомных газов, м3/кг |
|
||||||
|
V |
V |
V |
|
1,866 |
Cð 0,375Sð |
|
|
|
||||||
|
RO2 |
CO2 |
SO2 |
|
100 |
|
ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
Теоретический объем азота обусловлен азотом, входящим в топливо и азотом воздуха, м3/кг
V 0 0,79V 0 0,8 |
Nð |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
N2 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
H |
W |
â |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Теоретический объем водяных паров, м3/кг |
VH2O |
VH2O VH2O |
VH2O |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где объем водяных паров при сжигании водорода, м3/кг |
V H |
0,111Hð |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
объем водяных паров за счет испарения рабочей влаги, м3/кг |
VHWO 0,0124Wð |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
/кг |
|
V â |
0,0161V 0 |
||
объем водяных паров с атмосферной влагой в теоретическом объеме, м |
|
H2O |
|
||||||||||
Для осуществления полного сгорания в действительности в топку подают количество воздуха, большее теоретически необходимого. Коэффициент избытка воздуха в топкеò Vä 
V 0
Эта величина обычно равна для твердых топлив – 1,2; для жидких и газообразных – 1,01…1,1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Увеличение объема водяных паров, м3/кг |
V |
0,0161 |
ò |
1 V 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и количество избыточного воздуха, м3/кг |
|
V |
|
ò |
1 V 0 |
|
|
|
|
1,0161 |
|
1 V 0 V |
|
|
|
|
|
|
1 V 0 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
â |
|
|
V |
|
V 0 |
|
V |
0 |
V |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ò |
|
ò |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ã |
ã |
|
|
|
RO2 |
|
N2 |
H2O |
|
|
|
|||||
Действительный объем продуктов сгорания, м3/кг |
|
|
|
|
|
|
V |
V 0 |
0,0161 |
|
1 V 0 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
H2O |
|
|
ò |
|
|
|
|
|
|
Тепловой баланс и КПД парового котла
Тепловой баланс парового котла заключается в установлении равенства между поступающим в котлоагрегат при сжигании топлива количеством теплоты, называемом располагаемой теплотой и суммой использованной теплоты и тепловых потерь. На основе теплового баланса находят КПД и расход
топлива. |
Qр Q Q |
Q |
Q |
Q |
Q |
||
|
р |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Уравнение теплового баланса, выраженное в процентах по отношению к располагаемой теплоте
100 q |
q |
q |
q |
q |
q , |
qi Qi 100 Qðð |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Располагаемое тепло топлива, кДж/кг
Qðð Qíð
В ряде случаев дополнительно учитываются и другие источники тепла
Qðð Qíð Qô .ò. Qâ.âí Qô
Полезно использованное в парогенераторе тепло, кДж/кг
|
D |
|
|
|
Dï ðî ì |
âû õ |
âõ |
Dï ð |
|
|
|||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Q1 |
|
hï ï |
hï â |
|
|
|
|
hï ðî ì |
hï ðî ì |
|
(h |
hï â ) |
|
B |
|
|
B |
|
B |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Потеря тепла с уходящими газами |
|
|
100 q4 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
Q2 Ióõ |
óõ I |
õâ |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Химический недожог
Q3 126,4CO 108H2 358,2CH4 Vñ.ã. 100 q4
Тепловые потери парового котла
Механический недожог
|
|
|
|
Ãø ë+ï ð |
|
|
Ãóí |
|
|
Q |
|
|
|
32,7Að |
|||||
ø ë ï ð 100 Ã |
óí 100 |
|
|||||||
4 |
|
|
|
à |
|
||||
|
|
|
ø ë+ï ð |
|
|
|
óí |
||
Потери теплоты в окружающую среду Q5 зависят от площади поверхности котла и разности температур
Потери с физическим теплом шлаков
Происходят за счет удаления из топки шлака, температура которого может быть достаточно высокой
Q6 0,01 ø ë 100Að ct ø ë ,
Совершенство тепловой работы парового котла оценивается коэффициентом полезного действия брутто
ηáð q |
|
Q1 |
100% |
Qê |
|
Qð |
Qð B |
||||
ê 1 |
|
|
|||
|
|
ð |
|
ð |
Qê − теплота, полезно отданная котлу, кДж/с
Qê D0 hï ï |
âû õ |
âõ |
|
hï â ) |
hï â Dï ðî ì hï ðî ì |
hï ðî ì Dï ð |
(h |
КПД котла можно рассчитать по обратному балансу
ηêáð 100 q2 q3 q4 q5 q6
Расход топлива, подаваемого в топку котла, кг/с
BQê100
Qððηêáð
Расчетный расход топлива (с учетом механического недожога), кг/с
Bð B 1 q4 
100
Классификация ТЭС и энергоблоков
|
|
|
ТЭС, энергоблоки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По назначению |
|
|
По типу установок |
|
|
По давлению |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Газотурбинные |
|
|
Низкого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Парогазовые |
|
|
Среднего |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Паротурбинные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высокого |
ГРЭС |
|
|
Конденсационные |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Сверхвысокого |
ТЭЦ |
|
|
Теплофикационные |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Сверхкритического
По работе в энергосистеме
Работающие в энергосистеме
По типу связи котел–турбина
Блочные структуры
Работающие изолированно |
|
С параллельными связями |
Технологическая схема ТЭС
Показатели тепловой экономичности КЭС
ηбрутто |
|
|
WÝ |
|
N N |
|
η η |
η |
||||||
ÊÝÑ |
|
|
|
BQÐ |
|
BQÐ |
|
Ê |
|
ÒÃ ÒÐ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Í |
|
|
Í |
|
|
|
|
|
|
ηí åòòî |
ηбрутто |
1 k |
ÑÍ |
η η η η |
||||||||||
ÊÝÑ |
|
|
|
ÊÝÑ |
|
|
|
|
|
|
Ê ÒÃ ÒÐ ÑÍ |
|||
b |
|
B |
|
|
1 |
|
, |
|
|
êã |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
N |
W |
QÐ ηí åòòî |
|
êÂò ÷ |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
Ý |
|
|
Í |
|
ÊÝÑ |
|
|
|
|
|
|
|
ó 0,123 êã ó.ò.
bN η í åòòî , êÂò ÷
ÊÝÑ
q |
Qñ |
|
1 |
|
|
|
|||
ñ |
W |
|
η брутто |
|
|
|
|||
|
Ý |
|
ÊÝ Ñ |
|
Показатели тепловой экономичности ТЭЦ
ÒÝ Ö |
|
|
|
WÝ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ηN |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B QÐ |
|
|
|
|
|
Qî òî ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
N Í |
ÒÝ Ö |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ηQ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B Qð |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
0,123 |
|
|
êã ó.ò. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Q í |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
bó |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
N |
|
|
|
η ÒÝÖ |
|
|
|
êÂò ÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
êÄæ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,123 4,187 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
0,123 |
|
|
êã ó.ò. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
143 |
|
êã ó.ò. |
|||||||||||||
bó |
|
, |
|
; |
êêàë |
106 |
|
, |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Q |
|
|
ηQÒÝÖ |
|
|
|
êÂò ÷ òåï ëà |
|
ηQÒÝÖ |
|
|
|
ñ |
|
|
|
ηQÒÝÖ |
Ãêàë |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
÷ |
|
|
|
|
|
|
||||||